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\n Dimenticate il litio e le lunghe attese alla colonnina: \u00e8 stata testata una batteria quantica capace di caricarsi in modo ultra-rapido e di trattenere l\u2019energia 1000 volte pi\u00f9 a lungo delle versioni precedenti\n <\/p>\n
\n L<\/span>a ricerca scientifica <\/strong>continua a esplorare nuovi orizzonti nella tecnologia delle batterie<\/strong>, e l\u2019ultima innovazione arriva direttamente dal mondo quantistico<\/strong>. Un gruppo di ricercatori dell\u2019Universit\u00e0 RMIT <\/strong>in Australia<\/strong>, in collaborazione con CSIRO, ha appena pubblicato uno studio su PRX Energy<\/em> che potrebbe rappresentare un punto di svolta: un prototipo di quantum battery<\/em> \u00e8 riuscito a estendere il tempo di conservazione dell\u2019energia di oltre 1.000 volte <\/strong>rispetto alle dimostrazioni precedenti.<\/p>\n Un traguardo che, sebbene ancora lontano dall\u2019applicazione su larga scala, <\/strong>potrebbe avere implicazioni significative anche nel settore della mobilit\u00e0 elettrica<\/strong>. Perch\u00e9 se da un lato oggi ci confrontiamo con limiti fisici <\/strong>e tecnologici <\/strong>delle batterie agli ioni di litio, dall\u2019altro il mondo della meccanica quantistica <\/strong>sta iniziando a offrire soluzioni alternative in grado di migliorare velocit\u00e0 di ricarica e durata dei sistemi di accumulo.<\/p>\n (a) Si prende in considerazione una microcavit\u00e0 composta da due strati: uno con molecole “donatrici” e uno con molecole “accettrici”, separati da uno strato di materiale inerte. Questo serve per evitare che le molecole interagiscano direttamente tra loro. Le molecole donatrici sono scelte perch\u00e9 assorbono molto bene la luce, mentre quelle accettrici assorbono debolmente ma hanno uno stato energetico “nascosto” (chiamato tripletto) in cui possono immagazzinare energia. (b) Il funzionamento del sistema viene descritto con un modello teorico chiamato Jaynes-Cummings, che rappresenta come la luce interagisce con la materia. In pratica, c’\u00e8 una cavit\u00e0 ottica (simile a uno specchio che intrappola la luce) che \u00e8 fortemente collegata allo stato eccitato delle molecole donatrici, e debolmente collegata allo stato eccitato delle molecole accettrici. Le molecole accettrici possono anche passare al loro stato “nascosto” (tripletto) attraverso un processo chiamato intersystem crossing o con un accoppiamento molto debole con altre molecole. (c) L’obiettivo \u00e8 far s\u00ec che l\u2019energia venga trasferita agli stati “oscuri” (cio\u00e8 non radiativi) delle molecole accettrici, in modo da evitare una rapida dispersione dell\u2019energia (un fenomeno chiamato superradianza, che nelle batterie normali porta a una scarica quasi immediata). Invece, trasferendo l\u2019energia a questi stati oscuri, la batteria pu\u00f2 conservarla molto pi\u00f9 a lungo, arrivando a tempi di autoscarica nell\u2019ordine dei microsecondi (cio\u00e8 migliaia di volte pi\u00f9 lunghi rispetto ai tradizionali nanosecondi).<\/p>\n Extending the Self-Discharge Time of Dicke Quantum Batteries Using Molecular Triplets<\/span><\/p>\n L<\/span>a quantum battery<\/em> \u00e8 un concetto teorico sviluppato negli ultimi anni nel campo della fisica quantistica. A differenza delle batterie convenzionali<\/strong>, che accumulano energia attraverso reazioni chimiche, le batterie quantistiche si basano sull\u2019interazione tra luce e materia a livello atomico, sfruttando propriet\u00e0 come la sovrapposizione quantistica e l\u2019entanglement per accelerare i processi di carica.<\/p>\n In particolare, il team australiano si \u00e8 concentrato su un modello noto come Dicke Quantum Battery<\/em>, che prevede l\u2019utilizzo di una microcavit\u00e0 ottica <\/strong>dove le molecole assorbenti interagiscono collettivamente con la luce, permettendo un fenomeno chiamato superassorbimento<\/strong>: un meccanismo per cui pi\u00f9 molecole cooperano per assorbire energia in modo esponenzialmente pi\u00f9 efficiente.<\/p>\n Il problema?<\/em> Fino a oggi, queste batterie si scaricavano altrettanto rapidamente, a causa della superradianza<\/strong>, un fenomeno speculare al superassorbimento, che accelera l\u2019emissione spontanea della luce (cio\u00e8, la perdita di energia accumulata). Il risultato era un dispositivo capace di caricarsi in nanosecondi<\/strong>… ma anche di scaricarsi in nanosecondi.<\/p>\n Nell’immagine vengono mostrati i cosiddetti polaritoni (stati ibridi di luce e materia) descritti da un particolare modello quantistico, insieme agli stati eccitati (tripletto) della molecola che riceve l\u2019energia. I colori indicano quanto ogni stato contribuisce all\u2019energia immagazzinata, e il cosiddetto “polaritone centrale” (MP) \u00e8 quello pi\u00f9 influenzato dallo stato eccitato singoletto della molecola ricevente. (a) Tripletto \u201coscuro\u201d: Quando l\u2019energia del singoletto della molecola ricevente coincide con quella di un polaritone \u201cluminoso\u201d (cio\u00e8 facilmente eccitabile dalla luce), si pu\u00f2 creare un tripletto che per\u00f2 non interagisce pi\u00f9 con la luce. Questi triplette sono detti “oscuri”, non perdono energia facilmente e quindi durano a lungo: perfetti per accumulare energia. (b) Tripletto \u201cluminoso\u201d: In altri casi, il tripletto si forma direttamente interagendo con un polaritone luminoso. Qui per\u00f2 lo stato rimane parzialmente \u201cvisibile\u201d alla luce, e quindi tende a perdere energia rapidamente, riducendo la capacit\u00e0 di accumulo. (c) Meccanismo 1: Qui il tripletto che si forma non riesce a scaricarsi completamente, quindi una buona parte dell\u2019energia rimane immagazzinata anche a lungo. Questo rende il sistema molto efficace per l\u2019accumulo energetico. (d) Meccanismo 2: In questo caso, invece, il tripletto \u201cluminoso\u201d si scarica subito, come i polaritoni stessi, e quindi non riesce a trattenere l\u2019energia: l\u2019accumulo \u00e8 scarso.<\/p>\n Extending the Self-Discharge Time of Dicke Quantum Batteries Using Molecular Triplets<\/span><\/p>\n N<\/span>ello studio pubblicato su PRX Energy<\/em>, i ricercatori hanno introdotto una novit\u00e0 cruciale<\/strong>: la separazione tra la fase di assorbimento <\/strong>(la carica) e quella di accumulo <\/strong>dell\u2019energia. Hanno progettato un dispositivo a microcavit\u00e0 multistrato<\/strong>, con una zona \u201cdonatrice\u201d che assorbe l\u2019energia attraverso superassorbimento e una zona \u201caccettrice\u201d in grado di immagazzinarla sfruttando stati tripletto molecolari<\/strong>.<\/p>\n Gli stati tripletto sono stati elettronici \u201coscuri\u201d, ovvero proibiti alla rilassazione radiativa rapida, e dunque in grado di trattenere l\u2019energia per tempi molto pi\u00f9 lunghi. Uno dei dispositivi realizzati dal team \u00e8 riuscito a mantenere l\u2019energia per 40,3 microsecondi<\/strong>, contro i pochi nanosecondi delle versioni precedenti: un miglioramento di oltre 1.000 volte<\/strong>.<\/p>\n L<\/span>a domanda sorge spontanea:<\/strong> questa tecnologia potr\u00e0 mai arrivare sulle auto elettriche? <\/em>La risposta breve \u00e8: non a breve termine<\/strong>, ma le potenzialit\u00e0 sono enormi. Nel mondo dell\u2019auto elettrica, due sono le grandi sfide delle batterie:<\/p>\n Velocit\u00e0 di ricarica<\/strong>, oggi limitata dalle reazioni chimiche e dalla gestione termica;<\/p>\n<\/li>\n Densit\u00e0 energetica e durata nel tempo<\/strong>, fondamentali per autonomia e ciclo vita.<\/p>\n<\/li>\n<\/ol>\n Le quantum batteries<\/em>, in teoria, potrebbero offrire una carica ultrarapida scalabile<\/strong>: pi\u00f9 \u00e8 grande il sistema, pi\u00f9 veloce diventa la carica. Un vantaggio che potrebbe essere rivoluzionario non solo per i veicoli elettrici, ma anche per lo stoccaggio energetico da rinnovabili o per il trasporto pesante<\/strong>.<\/p>\n Il limite attuale, per\u00f2, resta la densit\u00e0 energetica<\/strong>: gli stati eccitati utilizzati nelle quantum batteries<\/em> non riescono ancora a raggiungere i livelli delle celle agli ioni di litio. Inoltre, la gestione di sistemi quantistici su larga scala richiede condizioni controllate <\/strong>(ad esempio temperature criogeniche) difficilmente compatibili con l\u2019uso automobilistico quotidiano.<\/p>\n Lo studio guidato da Daniel Tibben e dal chimico-fisico Daniel G\u00f3mez apre nuove prospettive di ricerca. Infatti, il team sta gi\u00e0 lavorando con partner industriali per sviluppare una nuova generazione di dispositivi, e tra gli obiettivi futuri c\u2019\u00e8 quello di arrivare a una batteria quantistica \u201ccoerente<\/strong>\u201d, capace di sfruttare davvero il potenziale dell\u2019entanglement quantistico in condizioni reali.<\/p>\n Tra le possibili applicazioni iniziali ci sono dispositivi elettronici miniaturizzati<\/strong>, celle solari pi\u00f9 efficienti<\/strong>, e \u2013 in un futuro pi\u00f9 lontano \u2013 veicoli elettrici<\/strong> dotati di sistemi di accumulo completamente nuovi.<\/p>\n \u00a0<\/p>\n \u00a0<\/p>\n \u00a0<\/p>\n \u00a0<\/p>\n Fonti:<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Dimenticate il litio e le lunghe attese alla colonnina: \u00e8 stata testata una batteria quantica capace di caricarsi in modo ultra-rapido e di trattenere l\u2019energia 1000 volte pi\u00f9 a lungo delle versioni precedenti 11 luglio 2025 La ricerca scientifica continua a esplorare nuovi orizzonti nella tecnologia delle batterie, e l\u2019ultima innovazione arriva direttamente dal mondo<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":16875,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[32],"tags":[4148,228,6447,87,268,261,4734,1433,2628,975,12195,12193,2890,12194],"class_list":["post-16874","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","category-motori","tag-altro","tag-auto","tag-batteria","tag-che","tag-del","tag-delle","tag-elettriche","tag-elettrico","tag-energia","tag-futuro","tag-infinita","tag-litio","tag-promette","tag-quantica"],"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/polinex.cluster021.hosting.ovh.net\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/16874","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"http:\/\/polinex.cluster021.hosting.ovh.net\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/polinex.cluster021.hosting.ovh.net\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/polinex.cluster021.hosting.ovh.net\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/polinex.cluster021.hosting.ovh.net\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=16874"}],"version-history":[{"count":0,"href":"http:\/\/polinex.cluster021.hosting.ovh.net\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/16874\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/polinex.cluster021.hosting.ovh.net\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media\/16875"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/polinex.cluster021.hosting.ovh.net\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=16874"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/polinex.cluster021.hosting.ovh.net\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=16874"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/polinex.cluster021.hosting.ovh.net\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=16874"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
\n 11 luglio 2025
\n <\/span>\n <\/p>\n\n Cos\u2019\u00e8 una quantum battery (e perch\u00e9 ci interessa)
\n <\/h2>\n\n Il salto quantico: dai nanosecondi ai microsecondi
\n <\/h2>\n\n E per le auto elettriche?
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